Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Рекомендована скорость газа около 1 м/с; исходя из этой скорости можно рассчитать диаметр камеры, необходимой для обработки данного объема газа.
Медников [567] считает также, что сочетание акустического агломерирующего устройства и электрофильтра позволит уменьшить размеры электрофильтра, поскольку для осаждения дыма, агломерированного в звуковой установке, потребуется меньше пространства и меньшая площадь осаждения. Ужов [882] сообщил, что в установке по очистке доменных газов конечная концентрация частиц была уменьшена от 0,020 до 0,005—0,010 г/м3, причем производительность электрофильтра возросла в два раза.
Буммер [108] предложил использовать акустические генераторы для увеличения эффективности скрубберов. Проводились испытания звукового генератора со скруббером самопроизвольного орошения, изготовленным фирмой Шмиг Индастриз [111]; генератор аналогичен Ротоклону-N (см. рис. IX-14 и IX-15). Наилучшие результаты были получены тогда, когда давление звукового излучения было направлено против течения; при этом отмечалось увели-
Рис. XI-9. Сравнение звукового однослойного туманоуловителя (!) с классическим двухслойным туманоуловителем (2).
5 10 15 ZB Z5 30 35 UU
cHfSQit на входе, г/м3
О W 20 30
ст на входе, мг/мJ
Рис. XI-10. Влияние первоначальной загрузки и времени пребывания в акустической камере на содержание тумана серной кислоты в отходящих газах [198]: / — 8500 м3/ч; 0.6 с; 2 — 5100 м3/ч; 1.0 с; 3 —
3400 м3/ч: 1,5 с; 4 — 1700 м3/ч; 3.0 с.
чение эффективности улавливания. Однако в связи с усложнением установки и увеличением ее стоимости она оказалась неэкономичной.
Другое предложение Бумера [108] касалось использования акустического генератора вместе со скруббером Вентури типа S-F1 что способствовало поверхностной кавитации в точке распыления жидкости и увеличению эффективности улавливания путем инерционного столкновения.
Как упоминалось ранее в главе VIII, была использована звуковая установка для удаления слоя пыли с высокотемпературных рукавов фильтров.
Акустическое агломерирование было с успехом использовано для решения целого ряда сложных проблем практической газоочистки. Так, успешно осуществлено агломерирование тумана серной кислоты [198], причем концентрация на входе 3,5 г/м3 была уменьшена до 0,14—0,018 г/м3, т. е. эффективность очистки составила от 96 до 99,5% в зависимости от времени контакта (от 0,6 до 3 с), рис. XI-10 [198]. Установка состояла из длинной колонны, где газы подвергались звуковому облучению, за колонной располагались мультициклоны [606].
Сажа [819] агломерировалась в звуковом поле интенсивностью
13 Вт/м2 и частотой 3—4 кГц. При начальном содержании сажи 8—10 г/м3 и времени контакта 4,5 с достигалась эффективность 82%; при содержании сажи менее 5 г/м3 эффективность снижалась. Добавление водяного тумана приводило к улучшению улавливания при низких концентрациях.
Акустическое агломерирование было испытано для улавливания дыма в различных металлургических процессах: при выплавке ферросплавов [396], ферромарганца [127], для улавливания дымов оксида цинка в медеплавильном производстве [108] (средняя эффективность составила 78%), дыма оксида свинца (эффективность 95—98% при использовании сирены 15 кГц), дыма мартеновских печей [783, 883], дыма карбидных печей [107], конденсата крекинг-газа [284, 386] и каменноугольной смолы [484—486].
Эксплуатационные и текущие расходы при использовании систем акустической агломерации — улавливания довольно велики, хотя стоимость оборудования и монтажа на 15% ниже, чем электрофильтров такой же производительности [739]. Эффективность акустической агломерации практически не зависит от температуры, и этот метод может найти применение при очистке высокотемпературных газов. Если дымы отличаются коррозионной агрессивностью, достаточно изготовить агломерационную камеру из коррозионно-стойких материалов. Таким образом, метод акустической агломерации применим и в случае образования агрессивных сред. Дальнейшее улучшение эффективности звуковых генераторов приведет к широкому промышленному применению методов акустического пылеулавливания.
534
4. ТЕРМИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ
Силы, способствующие перемещению частиц от горячих к холодным областям, наблюдались вначале Тиндаллем [874], а позднее лордом Реллеем [674] в свободной от пыли области или в темном пространстве, окружаюшем горячее тело, которое помещено в облако дыма. Айткен [4] показал, что такое свободное от пыли пространство полностью окружает горячее тело, и оно возникает не под действием гравитационных сил, испарения с поверхности либо электростатических или центробежных сил; оно создается чисто термическими силами, сушествующими в областях с температурным градиентом, и под влиянием этих сил частицы движутся от горячей поверхности к холодной.
Природа термических сил была частично объяснена при разработке теорий, позволяющих оценить эти силы. Выяснилось, что она зависит от того, больше или меньше размер частиц средней длины свободного пробега молекул газа. В том случае, когда размер частицы меньше средней длины свободного пробега газа К, соотношения, предложенные Эйнштейном [197] и Кавудом [154] и позже видоизмененные Вальдманом [896], дают удовлетворительное совпадение с экспериментальными результатами. Предложенные уравнения основаны на расчете термических сил, прилагаемых к молекулам газа, которые находятся в поступательном движении, и переносящих тепло от горячих областей к холодным. При этом молекулы газа сталкиваются с частицей со стороны, обращенной к горячей области, с большей силой, чем со стороны, обращенной к холодной области.
